SU805255A2 - Пневматическое устройство компенсациизАпАздыВАНи - Google Patents

Description

1 -

Изобретение относитс  к устройствам компенсации запаздывани  и может быть использовано в системах автоматического управлени  объектами с запаз )п(ыванием в химической, нефтехими-. ческой, энергетической, металлургической и других отрасл х промышленности.

Известны устройства компенсации запаздывани , содержащие последовательно соединенные модель объекта без запаздывани , блок запаздывани  и сумматор, второй вход которого соединен со входом блока запаздывани  1 и 2. ,

По основному авт.св. № 301689 известно пневматическое устройство компенсации запаздывани , содержащее последовательно соединенные звено запаздывани  и инерционную часть, состо щую из усилительного звена и апериодического звена, и сумматорi положительные и отрицательные камеры которого соединены со входом и выходом звена запаздывани  3.

Недостатком известного устройства  вл етс  низкое качество регулировани  в случае приложени  возмущающих воздействий ко входу объекта.

Цель предлггаембго изобретени  повышение качества регулировани  устройства.

Поставленна  цель достигаетс  тем,

5 что в устройстве вход звена запаздывани  соединен с соответствующей

. камерой сумматора через корректирующее звено.

На фиг.1 представлена функциональна  схема устройства; на фиг.2 и 3кривые переходных процессов в системах автоматического регулировани  предлагаемым и известным устройствами; на фиг. 4 - характеристики, иллюстрирующие эффективность предлагаемого решени . , .

Устройство содержит объект 1, сумматор 2, инерционную часть 3 устройства (модель объекта без запаздьвани  ) , устройство 4 компенсации запаздывани , звено 5 запаздывани  (моде ..ь запаздывани  объекта ) , регул тор 6, корректирующее звено 7. На ,

25 фиг.3-4 прин ты следующие обозначени : УЗ сигнал задани , у регулирующа  координата, Г возмущающее воздействие , Хб регулирующее воздействие , Xj сигнал на выходе i -го функционального блока, J-f , э интегральные критерии качества регулировани . Система управлени  технологическим процессом, например процессом полимеризации в производстве синте .тического каучука, в состав которой вход т предлагаемое устройство компенсации запаздывани , работает сле дУюцщм образом. В установившемс  состо нии регулирующа  координата у равна сигнал задани  уч и сигнал рассогласовани  S, равен нулю. Сигнал, поступающий на один из входов сумматора 2 с выхода корректирующего звена 7, равен по величине сигналу, поступающему с выхода звена запаздывани  (модели запаздывани  объекта ) 5 на другой вход сумматора 2. В этом случае сигнал на выходе сумматора 2, а следовательно, на вы ходе устройств 4 компенсации запазды вани  , и входе регул тора 6 от- сутствует (равен нулю) , и сигнал управлени  х на входе объекта 1 не мен етс . При поступлении на-вХод объекта 1 сигнал возмущени  Г через врем , равное времени запаздывани  объекта 1, регулируема  координата у начинает измен тьс . В сумматоре 2 фиксируетс  сигнал рассогласовани  Е, , который поступает на вход регул тора б. На выходе регул тора б в зави симости от отклонени  формирует с  регулирующее воздействие xg в соответствии С законом регулировани который определ етс  структурой и параметрами объекта 1, регул тора б инерционной части 3 (модели объекта без запаздывани ), звена 5 запазды вани  (модели запаздывани  объекта) и корректирующего звена 7. Предположим объект 1 имеет передающую функцию вида WolP)-. где KQ - коэффициент усилени  объекта 1; TO - посто нна  времени объекта TQ - чистое запаздывание объект Передаточные функции модели запазды вани  объекта 4 и модели объекта без запаздывани  3 соответственно равны v,(p), -з1Р), где К,Т, Tf - соответствующие Ъараметры моделей 3 и 5. Регул торпредставл ет собой ПИД регул тор передаточной фун сцией t,,JT..MH....|, где TO +-(А -Ttv,) Тт А - коэффициент, выби аемый в соответствии с требовани ми к переходному процессу. Желательно, чтобы структура корректирующего звена 7 соответствовала структуре объекта 1 регулировани  без запаздывани  иимела вид w, --, где К7 и Т7 - соответственно коэффициент усилени.1 и врем  запаздывани  корректирующего звена 7. Но в р де случаев процессы регулировани  допускают применение в качестве корректирующего звена 7 звено с пропорциональной характеристикой Дт.е. Т.,). В таких случа х требуетс  осуществл ть суммирование входного и выходного сигналов звена 5 запаздывани  и с различными масштабными коэффициентами. При этом переходные процессы в системе имеют вид кривых (на фиг.2). В более сложных случа х переходный процесс в замкнутой системе автоматического регулировани  при единичном ступенчатом возмущении и идентичности параметров объекта 1 и его моделей 3 и 5 протекает согласно выражению ,. при to . На интервале времени 2То t Т,-, происходит разгон объекта 1 под Действием возмущающего воздействи . Предлагаемое устройство обеспечивает астиническое регулирование в сие теме автоматического регулировани  и осуществл ет компенсацию вли ни  запаздывани  на устойчивость системы. Графики дл  значени  (фиг.З, кривые 8 и 9) и ,5То (фиг. 3, кривые 10 и 11) показывают, что предлагаемое техническое решение (кривые 1 и 11) обеспечивает значительно более высокое качество обработки возмущающих воздействий F по сравнению с известным техническим решением (кривые 8 и 10 ) и может быть использовано при автоматизации различного рода объектов с запаздыванием, работающих в услови х неконтролируемых возмущений. При этом преимущества предлагаемого технического решени  увеличиваютс  по мере уменьшени  коэффициента А и степени инерционности объекта TQ/TOТак например, при ,5 и Тр/Тц 0,5 отношение интегральных критериев регулировани  в предлагаемом и известном технических решени х больше четырех , Кривые отношени  обобщенных интегральных критериев 2 1 соответственно при применении известного и предлагаемого технических решений в зависимости от изменени  дл  значени  ,5TO( крива  12J и А 0,25 TO (крива  13) приТо 20, приведены на фиг.4. Как видно из графиков качество регулировани  сиетемы в случае применени  технического решени  увеличиваетс  по сравнению со случаем применени  в системе известного технического решени  с уменьшением настроечного параметра А и отношени  TQ/TO. в самых неблагопри тных случа х, когда Т0/То « качество регулировани  в предлагаемо техническом решении, как минимум, в два раза выше, чем в известном.

Под обобщенным интегральным критерием в данном случае подразум ваетс  критерий, включающий сумму квадрата отношени  регулирующей координаты от заданного значени  .квадрата производной отклонени , вз тЪго с весом А, А - настроечный параметр системы автоматического регулировани .

Таким образом, применение предлагаемого технического решени  ограничено классом объектов, передаточные функции которых могут быть представлены в виде последовательного соединени  инерционной части и звена частого запаздывани , параметры которых в процессе функционировани  измен ютс  в пределах +20% от их номинального значени . К таким процессам относитс  в частности,процесс полимеризации бутадиена в производстве синтетического каучука СКД. Функциональна  схема Предлагаемого устройства достаточно просто может быть реализована с использованием элементов , работающих на посто нном или переменном токе. При такой реализации сумматор 2, выполненный, например , в виде дифференцт-ального усилител , позвол ет суммировать сигналы , Ху и Xj со своими коэффициентами усилени . Кроме того, в р де случаев корректирующее звено 7 может быт введено в известное устройство с сохранением единичной св зи между входами модели запаздывани  объекта

to

и одним из входов сумматора (фиг.1, пунктир).

Это позвол ет значительно расширить область применени  предлагаемого технического решени .

15

Claims (3)

1.Авторское свидетельство СССР

№ 263016,. кл. G 05 В 17/00, 13.09.68

2.Авторское Свидетельство СССР 30 №310226, кл. G 05 В 5/01, 17.12.69.

3.Авторское свидетеУъство СССР

№ 301689, кл. G 05 В 17/00, 11.12.69.